История определения диаметра Земли — это увлекательный путь длиной более 2000 лет, от гениальной догадки с палкой до измерений из космоса. Суть его эксперимента: Почему это гениально: Неизвестно точно, чему равен стадий (от 157 до 185 м). В зависимости от перевода результат Эратосфена — от 39 690 до 46 620 км (современное значение — 40 075 км по экватору). Если он использовал египетский стадий, погрешность составила всего 1–2% . Таким образом, Эратосфен дал первое научное доказательство и грубую, но верную цифру, а последующие 2000 лет учёные лишь «доводили до ума» его метод, убирая погрешности и доказывая, что планета всё-таки чуть приплюснута.
История определения диаметра Земли — это увлекательный путь длиной более 2000 лет, от гениальной догадки с палкой до измерений из космоса.
Главный прорыв совершил Эратосфен (III век до н.э.), и его метод был блестяще прост .
Суть его эксперимента:
- Наблюдение: В день летнего солнцестояния в Сиене (Асуан) Солнце освещало дно глубокого колодца — значит, оно стоит в зените. В тот же час в Александрии вертикальная палка (гномон) отбрасывает тень .
- Измерение: Эратосфен измерил угол тени в Александрии — это оказалось 7°12’, то есть 1/50 часть окружности (360°) .
- Расстояние: Он узнал, что расстояние между городами — 5000 стадиев (нанял профессиональных шагомеров-бематистов) .
- Расчет: Если дуга в 1/50 окружности = 5000 стадиев, то вся окружность = 5000 × 50 = 250 000 стадиев .
Почему это гениально: Неизвестно точно, чему равен стадий (от 157 до 185 м). В зависимости от перевода результат Эратосфена — от 39 690 до 46 620 км (современное значение — 40 075 км по экватору). Если он использовал египетский стадий, погрешность составила всего 1–2% .
Следующие важные шаги:
- IX век (арабские астрономы): Провели градусные измерения в пустыне по заказу халифа Аль-Мамуна и получили длину 1° меридиана, очень близкую к истине .
- XI век (Аль-Бируни): Придумал, как вычислить радиус Земли без ходьбы по пустыне. Он поднялся на гору, измерил угол «понижения горизонта» и высоту горы — чистая тригонометрия. Он получил 6339,6 км (современное значение ~6371 км) .
- XVII–XIX века: Выяснилось, что Земля — не идеальный шар, а эллипсоид, сплюснутый у полюсов . Экспедиции в Перу и Лапландию (XVIII век) доказали, что полярный радиус меньше экваториального. Бессель, Струве, Красовский уточнили цифры с помощью триангуляции (точнейшей геодезической съемки) .
Итоговые современные цифры:
- Средний диаметр: 12 742 км
- Экваториальный радиус: 6378,1 км (диаметр 12 756 км)
- Полярный радиус: 6356,7 км (диаметр 12 713 км)
Таким образом, Эратосфен дал первое научное доказательство и грубую, но верную цифру, а последующие 2000 лет учёные лишь «доводили до ума» его метод, убирая погрешности и доказывая, что планета всё-таки чуть приплюснута.